Un objeto que flota en el agua pesa 5 N en el aire. ¿Cuál es el peso del objeto en el agua?

Como todos decían: tiene el mismo peso porque su masa se mantuvo constante y todavía experimenta la misma aceleración gravitacional.

Sin embargo, tal vez lo que está pidiendo es su fuerza resultante hacia abajo.

Cuál sería su peso restado es su fuerza de flotabilidad.

F_net = 5 – F_buoyancy

Entonces, ¿cómo se calcula la fuerza de flotabilidad? Arquímedes respondió esa pregunta hace unos cientos de años y su respuesta se reduce al concepto de “peso del fluido faltante”, que dice que la fuerza de flotación de un objeto es igual al peso del líquido que desplaza.

Entonces, si el objeto está en agua dulce, podemos decir que la fuerza de flotabilidad del objeto es:

F_buoyancy = (densidad del agua) x (volumen del objeto sumergido)

Hay al menos dos definiciones de peso.

El peso es una fuerza y, por lo tanto, es un vector y no sirve de nada si omitimos su dirección.

Si m es la masa de un objeto yg es la aceleración debida a la gravedad, entonces la fuerza mg que actúa hacia abajo se considera peso según una definición.

Sin embargo, hoy en día, no decimos esta fuerza como peso. Decimos que es la fuerza gravitacional que actúa sobre el objeto.

Por lo tanto, surge una nueva definición de peso, eliminando la definición anterior de mg hacia abajo.

Cuando un objeto de masa m descansa sobre una plataforma (suelo o algo así), está en reposo ya que la fuerza neta que actúa sobre él es cero.

La fuerza gravitacional mg actúa hacia abajo, mientras que la fuerza normal actúa hacia arriba y que también es igual a mg.

Hoy en día, llamamos a esta fuerza normal que actúa hacia arriba como el peso del objeto.

Por lo tanto, cuando un cuerpo cae libremente bajo la gravedad, aunque existe una fuerza gravitacional mg, no hay fuerza ascendente opuesta sobre él.

Y decimos que el cuerpo no tiene peso al caer.

Llegando a la presente pregunta, el objeto flota, es decir, está en reposo. Una fuerza ascendente de 5 N lo mantiene en reposo equilibrando la fuerza gravitacional de 5 N.

Por lo tanto, su peso es 5 N. (La fuerza neta es cero).

Exactamente lo mismo. El peso, que es realmente una medida de la gravedad que actúa sobre la masa, es constante. Si el objeto pesa 5 Newtons en el aire, todavía pesa 5 newtons en agua. Sucede que el agua es mucho más densa que el aire y el agua desplazada valía más de 5 newtons, por lo que flota. Si el objeto fuera mucho más pequeño (Denser), se hundiría en agua, pero su peso no cambiaría.

La combinación de flotación y hundimiento es una medida del desplazamiento (del agua) que está condicionado a la cantidad de agua que fue desplazada, que a su vez está condicionada al tamaño del objeto, así como a su peso, el peso está en la gravedad, no en el tamaño. La masa de los objetos permanece igual en cualquier caso.

Dicho de otra manera, el agua, en este caso, ejerce una fuerza hacia arriba (contra la gravedad) igual al agua desplazada. El agua está en efecto apoyando el objeto.

La densidad del agua es de 1 kg / m ^ 3, mientras que la densidad del aire es de 1.3 kg / m ^ 3. Peso del objeto en el aire / peso del objeto en el agua = densidad del aire / densidad del agua. 5N / peso del objeto en agua = 1.3 kg / m ^ 3/1 kg / m ^ 3. Por lo tanto, el peso del objeto en agua = (5N × 1kg / m ^ 3) /1.3kg/m^3=3.846154.peso del objeto en agua ~ 3.85N.

Olvidando la resistencia del aire, los objetos no pesan nada en el aire.

La única fuerza neta sobre la caída libre de un objeto es la resistencia del aire.

Entonces los 5 Newtons se deben a la resistencia del aire. En ese caso, es imposible saber qué peso tendrá en el agua.

Si no le gusta la respuesta de ‘cero’, explique cómo se haría para medir un valor diferente.

FWIW, el objeto está desplazando 5 newtons de agua.

Me doy cuenta de que todavía hay algunos que quieren que el ‘peso’ permanezca constante, independientemente del movimiento en un elevador, un paseo en un parque de diversiones, etc. La mayoría de nosotros estamos bastante cómodos al decir que la tripulación de la EEI no tiene peso a pesar de que su masa no es cero y todavía se encuentran (casi) en el mismo campo gravitatorio que el resto de nosotros. Los astronautas practican la ingravidez orbital por inmersión en tanques de agua con flotabilidad neutra. Yo, personalmente, elijo hacer ejercicio en una piscina porque el peso reducido es más fácil para mis rodillas y articulaciones.

Insistir en que la palabra ‘peso’ siempre es igual a ‘mg’ es una pedagogía deficiente (y también confusa para simples mortales). Prefiero decir que el ‘peso’ de un objeto es igual al número reportado por una balanza de resorte. Esto parece tener sentido para el “mundo real” para mí (y para muchos otros instructores de física con visión de futuro).

Si flota en el agua, su peso en agua es cero.

Todavía 5 N. El peso depende de la masa y la gravedad, y eso no cambia entre el aire y el agua.

La masa es igual.

Si el objeto desplaza una masa igual de agua, se sentirá efectivamente sin peso.